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磁暴 （英語： geomagnetic storm）是太陽的巨大日焰 (耀斑)所生 太陽風 震波 或 磁雲 （英语：Magnetic cloud） 與 地球磁場 交互作用所引起的地球 磁層 擾動。 太陽風的磁場 與地球磁場交互作用，並將增加的能量轉移到磁層中，導致通過地球磁層的 等離子體 增加（由磁層內增加的 電場 驅動），以及磁層和 電離層 中的 電流 增加。 在磁暴的主要階段，磁層中電流產生的磁力推動原本磁層和太陽風之間的邊界。 造成磁暴的 行星際物質 擾動可能源自 太陽 的 日冕物質拋射 （CME），或是太陽表面弱磁場區域太陽風生成的共轉交互作用區（CIR） [1]。 磁暴的頻率隨著 太陽黑子週期 變動。 在 太陽極大期，CME導致的磁暴較為常見。
磁暴 （英語： geomagnetic storm）是太陽的巨大日焰 (閃焰)所生 太陽風 震波 或 磁雲 （英語：Magnetic cloud） 與 地球磁場 交互作用所引起的地球 磁層 擾動。 太陽風的磁場 與地球磁場交互作用，並將增加的能量轉移到磁層中，導致通過地球磁層的 電漿體 增加（由磁層內增加的 電場 驅動），以及磁層和 電離層 中的 電流 增加。 在磁暴的主要階段，磁層中電流產生的磁力推動原本磁層和太陽風之間的邊界。 造成磁暴的 行星際物質 擾動可能源自 太陽 的 日冕物質拋射 （CME），或是太陽表面弱磁場區域太陽風生成的共轉交互作用區（CIR） [1]。 磁暴的頻率隨著 太陽黑子週期 變動。 在 太陽極大期，CME導致的磁暴較為常見。
2024年6月7日 · 當觀測的地磁強度扣除背景值後，雖然沒有磁暴事件的影響，但仍然會有一些自然環境的擾動，所以就會呈現數值在0值微幅變動。 當地磁擾動發生之後，地球磁層內的電流系統也會受到影響，造成磁力計所記錄的磁場強度下降，因此就會看到擾動指數往負值走，數值愈小就表示磁暴事件的強度愈強。 同樣來對比前面提到的兩個磁暴事件，今 (2024)年母親節磁暴的Dst最小值為-412nT，而2003年的萬聖節磁暴則是-383nT。 雖然持續的時間沒有2003年來的久，但從Kp指數持續在9的時間或是Dst指數的數值來看，這次的磁暴事件可能更勝萬聖節磁暴。
產品 說明. 影響 層面. 資料 取得. Dst (Disturbance storm time)指數是藉由4個位在地磁赤道兩側的地磁觀測站所量測到的地磁變化，減去地磁寧靜日的基線值所得到地球磁場的擾動情形，用來表示低緯度所量測到的地磁擾動情況。 當完全無地磁擾動時，數值應為0奈特斯拉 (nT)。 即時資料由位在日本京都大學的世界地磁資料中心 (World Data Center for Geomagnetism, Kyoto)每30分鐘更新一次，並且每隔一段時間再重新計算寧靜日參考值來修正過去的擾動指數值。 下方的色線表示用來計算該筆Dst指數所使用的測站數量，顏色所對應的數量可參考產品最右方1到4的標示來對照。
- 概觀
- 基本介紹
- 發現
- 成因
- 發展過程
- 地磁指數
- 危害及影響
- 預報
- 警報級別
- 研究進展
•中文名：地磁暴
•外文名：Geomagnetic storm
•簡稱：磁暴
•分級指標：Kp指數和Dst指數等地磁指數劃分
•發展過程：初相、主相和恢復相
•監測：地磁監測儀器
19世紀30年代，在德國科學家高斯和韋伯建立地磁台站之初，他們就發現地磁場經常有微小的起伏變化，但當時他們並沒有認識到這是由太陽引起的。之後，1859年9月1日，英國人卡林頓在觀察太陽黑子時，首先觀測到了太陽耀斑。第二天，地磁台站記錄到1600納特斯拉的強烈地磁擾動。這個偶然的發現和巧合，使他認識到地磁擾動居然與太陽爆發活動有關。
高速電漿雲從太陽日冕拋射出來，相對背景太陽風速度更高，攜帶著日冕磁場衝擊地球磁層，使磁層壓縮變形。並且它通常攜帶南北方向轉動的磁場，當磁場轉為南向和地磁場相互作用時，太陽風會將巨大的能量傾泄到磁尾的大尺度空間中，使磁尾電漿片中大量的帶電粒子注入到環電流中，使環電流強度發生變化，而變化的電流會產生變化的磁場，從而引起全球範圍劇烈的地磁擾動——地磁暴。
能夠產生高速太陽風並引發強的行星際磁場南向分量的源有兩類，一類是太陽日冕物質拋射（CME），另一類是太陽冕洞。
初相
磁暴開始之後，在全球各經度上，地磁水平分量在高於暴前值的水平上起伏變化，持續時間為幾十分鐘到幾個小時，這個階段叫做“初相”。
主相
初相結束後，H分量突然下降，半小時至數小時之內下降到極小值，稱為“主相”。主相是磁暴的主要特點，磁暴的大小就是用主相階段H分量下降最低點的幅度來衡量，一般磁暴H分量下降為幾十到幾百納特斯拉，個別大磁暴可超過1000納特斯拉。
恢復相
主相之後，H分量逐漸向暴前水平恢復，在此期間，磁場仍有擾動起伏，但總擾動強度逐漸減弱，一般需要2~3天才能完全恢復平靜狀態，這一階段叫做“恢復相”。
K指數
稱為“三小時磁情指數”，是描述單個地磁台站3小時時段內地磁擾動強度的指數。取0到9共分10級，0表示地磁活動平靜，9表示地磁擾動幅度最大。
Kp指數
由全球地磁台網中13個地磁台站的K指數計算得到的，用於表示全球地磁活動性，每3小時一個值，取值範圍從0到9，共分28級：00，0+，1-，10，1+,…,9-，90。其值逐漸增大表示地磁擾動逐漸增強。在日常的套用中，一般把Kp=5、6稱為中小地磁暴，Kp=7、8、9稱為大地磁暴。 Kp指數與磁擾幅度不是線性關係，而是近似於對數關係。為了表示磁擾變化幅度，又在Kp指數的基礎上定義了全球性的“三小時等效幅度”ap指數，單位為2納特斯拉。一天8個ap指數的平均值可以作為全天地磁活動水平的量度，即為Ap指數，Ap指數的範圍由0到400，其值越大，表示地磁擾動幅度越大。
Dst指數
（磁暴環電流指數） 在地球赤道附近，按大致均勻的經度間隔選取四個地磁台站，這四個台站每小時地磁水平強度變化的平均值即為Dst指數。它的單位是納特斯拉，其範圍可由正幾十納特斯拉到負幾千納特斯拉不止，並且其值逐漸減小表示磁擾幅度逐漸增大。
對衛星的影響
直接影響： 當地磁場擾動時，磁場方向和大小的改變會影響它們之間的力矩，致使衛星的姿態發生變化。衛星的姿態發生變化後，通信衛星將無法正常通信，甚至有時可能會中斷通信；氣象衛星、軍事衛星也無法監測地球。 間接影響： 當強磁暴發生時，磁層頂部由於受到高速太陽風的劇烈擠壓而被壓縮到地球同步軌道之內，發生同步軌道磁層頂穿越事件。此時不僅會因所處的磁場環境發生變化而影響姿態，還會因為失去了磁場的保護而直接受到太陽風的衝擊。 當地磁暴發生時，焦耳加熱和極光粒子沉降加熱引起全球高層大氣增溫，密度和成分發生變化。當大氣密度陡增，大氣阻力會突然加大，加速了太空飛行器衰減的速度，從而導致其偏離預計航道，甚至提前掉入低層大氣而隕落。
對電網的影響
強磁暴時，地磁場會發生劇烈擾動變化，變化的地磁場會在土壤電阻率高的地區產生每公里幾伏特到十幾伏特，持續時間從幾分鐘到幾小時的地面電勢（Earth Surface Potential，ESP）。而在高壓、超高壓輸電系統中，由於電網變壓器中性點直接接地，所以ESP會在東西走向、長距離輸電線路與大地構成的迴路中產生地磁感應電流（Geomagnetically Induced Currents, GIC）。容易引起大型變壓器半波飽和而縮短其使用壽命，極端情況下會使其燒毀而造成永久損壞。 同時，由於磁暴的發生是全球同步，因此GIC會使整個電網範圍內數百台變壓器同時發生半波飽和，造成一些保護裝置產生跳閘等誤動作，致使供電系統電壓嚴重下降導致系統崩潰，從而引發大面積停電事故。
警報
警報是指對未來幾個小時內可能發生的地磁暴等級進行預報，主要包括Kp指數和Dst指數；主要通過在L1點上的太陽風監測來進行的。
短期預報
短期預報的提前量為1天~3天，主要預報未來3天內Ap指數的日值。預報更多是基於預報員的經驗。對於CME引起的地磁暴，可以利用衛星對CME的立體觀測結果進行預報；對於CIR引起的地磁暴，主要參考其之前曾引起的行星際太陽風和地磁場變化情況來進行。
中期預報
中期預報的時間提前量一般為幾天到幾個月，主要預報未來一個月內Ap指數日值，依賴於對CME和CIR發生可能性的預報。
對於地磁暴警報級別的劃定，通常以Kp指數表征。地磁Kp=9為強地磁暴，發紅色警報；地磁Kp>7為中等地磁暴，發橙色警報；地磁Kp>5為弱地磁暴，發黃色警報。在一個太陽活動周中，弱地磁暴發生次數約2000次，中等地磁暴約300次，而強地磁暴僅為幾次。
2016年，日本名古屋大學的名古屋大學宇宙地球環境研究所鹽田大幸特別助教和日本國立極地研究所片岡龍峰教授帶領的研究團隊，開發出可再現太陽爆發活動時釋放的高速電漿雲和強磁場衝擊地球磁層全過程的數據模擬系統，較之以往的系統精確度更高。本項研究成果有望提高對磁暴形成過程及規模的預測精度。
2024年10月11日 · 磁暴是一種發生在地球周圍的自然現象，主要是因為太陽釋放出來的強大能量，像是太陽風和帶電粒子，與地球的磁場相互作用。 地球的磁場，保護我們免受太陽的有害輻射。 當太陽發射的能量撞擊到地球時，會影響地球的磁場，導致地磁層出現擾動，這種情況就叫做磁暴。 簡單來說，磁暴是地球磁場的強度和方向發生劇烈波動的時期。 磁暴發生時，會讓地球的磁場變得不太穩定。 科學家們用一種叫做Kp值的方法來測量磁暴的強度。 當Kp值超過4的時候，我們就說發生了磁暴。 每年大概會發生十幾次這樣的磁暴。 有趣的是，磁暴發生時，我們常常能看到美麗的極光，就像天空中出現了彩色的舞蹈一樣。 除了極光，磁暴可能也會影響我們的日常生活，例如衛星導航系統可能會出現錯誤，無線電通訊可能中斷，甚至電力系統也會受到干擾。
2024年10月11日 · 中央氣象署昨（10日）發布磁暴特報，預計地磁擾動將明顯增強，並持續影響約54小時，最大規模可能短暫達到強烈磁暴等級。 強烈磁暴發生，預估將影響衛星導航準確率、高頻無線電通訊、低頻無線電通訊及太空飛行器操作系統。 究竟磁暴是什麼？ 與太陽周期有什麼關係？ 磁暴對人的影響為何？ Yahoo奇摩新聞編輯室帶你一起來了解。 相關新聞》 強烈磁暴來襲 地磁擾動增強 氣象署發布磁暴特報...
